Chế tạo máy chụp x quang dùng cho các cơ sở y tế tuyến huyện

BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN NGHIÊN CỨU ĐIỆN TỬ, TIN HỌC, TỰ ĐỘNG HÓA BÁO CÁO K T QU D TH C HI N ÁN SXTN C P B Tên dự án: CHẾ TẠO MÁY CHỤP X-QUANG DÙNG CHO CÁC CƠ SỞ Y TẾ TUYẾN HUYỆN Cơ quan chủ trì: VIỆN NGHIÊN CỨU ĐIỆN TỬ, TIN HỌC, TỰ ĐỘNG HÓA Chủ nhiệm Dự án: NGUYỄN THẾ TRUYỆN HÀ NỘI – 2009 BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN NGHIÊN CỨU ĐIỆN TỬ, TIN HỌC, TỰ ĐỘNG HÓA BÁO CÁO K T QU D TH C HI N ÁN SXTN C P B Tên dự án: CHẾ TẠO MÁY CHỤP X-QUANG DÙNG CHO CÁC CƠ SỞ Y TẾ TUYẾN HUYỆN CƠ QUAN CHỦ TRÌ VIỆN TRƯỞNG CHỦ NHIỆM DỰ ÁN DANH MỤC TÀI LIỆU ĐÓNG KÈM THEO BÁO CÁO Hợp đồng Nghiên cứu khoa học phát triển công nghệ, số 01.07/DABS/HĐKHCN Phụ lục 1: Nội dung, tiến độ kết thực dự án Phụ lục 2: Dự tốn kinh phí dự án Phụ lục 3: Các hình ảnh, vẽ bổ sung Phụ lục 4: Danh mục vật tư linh kiện MỤC LỤC Trang bìa………………………………………………………………………………… Mục lục…………………………………………………………………………………… Danh mục bảng biểu……………………………………………………………… Danh mục hình vẽ…………………………………………………………………… Mở đầu………………………………………………………………………… ….… 11 CHƯƠNG I CÁC VẤN ĐỀ CHUNG 1.1 Thông tin chung dự án…………………………………………….…………… 12 1.2 Tổng quan………………………………………………………………………… 13 1.2.1 Tình hình nghiên cứu triển khai nước ngồi………….………………13 1.2.2 Tình hình nghiên cứu triển khai nước………………….………13 1.2.3 Luận xuất xứ tính cấp thiết dự án…………………… …… 14 1.2.4 Mục tiêu dự án…………………………………………………………15 1.3 Khảo sát thực trạng nhu cầu sử dụng máy X-quang sở y tế………….15 1.3.1 Máy X-quang chẩn đoán D36, D37…………………………… ……… 17 1.3.2 Máy Neodiagnomax…………………………………………………… …18 1.3.3 Máy X-quang Genius 65HF……………………………………………… 19 1.3.4 Máy X-quang tăng sáng truyền hình XUD 150L/RS50A…………… … 21 1.3.5 Máy chụp cắt lớp CT scanner Hispeed Dx/i…………………………….…22 1.3.6 Nhận xét chung máy X-quang sử dụng Việt Nam….…… 23 1.4 Một số tiêu chuẩn an toàn xạ thiết bị chụp X-quang……………… 24 1.4.1 Tiêu chuẩn TCVN……………………………………….…… ………….24 1.4.2 Tiêu chuẩn IEC…………….……………………………….…… ……….25 CHƯƠNG II GIỚI THIỆU MỘT SỐ KỸ THUẬT PHÁT TIA X 2.1 Bóng phát tia X……………………………………………………….…………….26 2.1.1 Nhóm bóng X-quang nha khoa…………………………………………….26 2.1.2 Nhóm bóng X-quang dùng cơng nghiệp………………….…………27 2.1.3 Nhóm bóng đa dụng…………………………………………….…… … 27 2.1.4 Bóng X-quang chụp mạch máu………………… ………… ………… 28 2.1.5 Bóng chụp X-quang tuyến vú……………………………….………….….29 2.1.6 Chụp cắt lớp vi tính (CT-Computerized Tomography)……… ……….…29 2.2 Thiết bị điều khiển phát tia X………………………………………………………30 2.3 Hiện tượng gợn sóng……………………………………………….……………….31 2.4 Thiết bị phát tia độ gợn sóng thấp………………………….………………………33 2.5 Thiết bị phát tia pha…………………………………… ……………… ………35 2.6 Thiết bị phát tia trung tần……………………………… ………………………….36 CHƯƠNG III THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY CHỤP X-QUANG THƯỜNG QUY MODEL EVX-LF3509 3.1 Cơ sở nguyên tắc thiết kế………………………………………… …………….39 3.1.1 Cơ sở thiết kế……………………………………………………………….39 3.1.2 Nguyên tắc thiết kế……………………………………………………… 39 3.2 Sơ đồ khối tổng quát máy chụp X-quang thường quy EVX-LF3509… ………… 39 3.3 Lựa chọn linh kiện thiết kế thành phần máy EVX-LF3509……….…….….… 44 3.3.1 Bóng phát tia………………………………………………….…….…… 44 3.3.2 Thiết kế phận tạo cao thế……………………………………… …… 53 3.3.3 Thiết kế phận điều khiển cường độ tia…………………… ….……… 56 3.3.4 Thiết kế phận điều khiển Rotor Anode……………… ………………59 3.3.5 Thiết kế phận xử lý trung tâm………………………………………….60 3.3.5.1 Vi xử lý PIC18F4620……………………………….……………61 3.3.5.2 Khối hiển thị…………………………………………… ………62 3.3.5.3 Khối bàn phím……………………………………………… … 63 3.3.5.4 Giao diện điều khiển cách ly quang 64 3.3.5.5 Xây dựng chương trình mã nguồn 65 3.3.5.6 Thiết kế phần mềm máy tính (EVXpro) .68 3.4 Thiết kế chế tạo Module máy X-quang cao tần……………….….…………….70 3.4.1 Module cấp nguồn chính…………………………………… …… .….70 3.4.2 Module điều khiển công suất………………………………… ………… 73 3.5 Thử nghiệm máy chụp X-quang EVX-LF3509…………………….… …………75 3.5.1 Mục đích quy trình thử nghiệm……………………… ….… ……… 75 3.5.2 Phương tiện kiểm tra……………………………………….… … ….… 76 3.5.3 Kiểm tra cao áp đỉnh…………………………………………… ……… 78 3.5.4 Kiểm tra suất liều chiếu .79 3.5.5 Kiểm tra độ lọc tia HVL bóng X quang 80 3.5.6 Kiểm tra chất lượng hình ảnh 80 3.5.6.1 Kiểm tra độ méo vặn ảnh .80 3.5.6.2 Kiểm tra độ phân giải tương phản cao 81 3.5.6.3 Kiểm tra độ phân giải tương phản thấp 81 3.5.6.4 Kiểm tra ngưỡng tương phản .82 3.5.7 Kết thử nghiệm 82 3.6 Thử nghiệm Module nguồn Module công suất cho máy cao tần 85 3.7 Quy trình cơng nghệ thiết kế, chế tạo Máy chụp X-quang thường quy…… ………87 3.7.1 Quy trình thiết kế, chế tạo thử nghiệm……………………………… … 87 3.7.2 Quy trình cơng nghệ chế tạo hàng loạt sản phẩm………………………….93 3.7.3 Quy trình hồn thiện cơng nghệ chế tạo sản phẩm…………… …………94 CHƯƠNG IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận………………………………………………………………….………… 96 4.1.1 Kết thực dự án…………………………………………………….96 4.1.2 Một số hoàn thiện sản phẩm dự án so với sản phẩm đề tài……… …101 4.1.3 Đánh giá hiệu dự án………………………………………… …108 4.1.4 Đánh giá mức độ hoàn thành dự án………………………… ………108 4.2 Kiến nghị…………………………………………………………………….…… 109 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………….…………………… ……… … 111 HỢP ĐỒNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ, SỐ 01.07/DABS/HĐ-KHCN PHỤ LỤC NỘI DUNG, TIẾN ĐỘ VÀ KẾT QUẢ THỰC HIỆN DỰ ÁN PHỤ LỤC DỰ TỐN KINH PHÍ DỰ ÁN PHỤ LỤC CÁC HÌNH ẢNH, BẢN VẼ BỔ SUNG PHỤ LỤC DANH MỤC VẬT TƯ LINH KIỆN DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU trang Bảng 2.1 Một số bóng X-quang nha khoa 26 Bảng 2.2 Một số bóng X-quang cơng nghiệp 27 Bảng 2.3 Một số bóng X-qang đa dụng 28 Bảng 2.4 Một số bóng X-quang chụp mạch 29 Bảng 2.5 Một số bóng X-quang tuyến vú 29 Bảng 2.6 Một số bóng X-quang CT 30 Bảng 3.1 Phân loại số bóng phát tia X theo hãng sản xuất 44 Bảng 3.2 Các tiêu kỹ thuật bóng phát tia X máy EVX-LF3509 47 Bảng 3.3 Tham khảo giá số loại bóng phát tia X 47 Bảng 3.4 Thơng số kỹ thuật Mơ-tơ bóng phát tia Toshiba E7239X 49 Bảng 3.5 Các phương tiện để kiểm tra máy chụp X-quang thường quy 76 Bảng 3.6 Số liệu kiểm tra thông số tia X máy EVX-LF3509 82 Bảng 3.7 Kết kiểm tra an toàn xạ máy EVX-LF3509 84 Bảng 3.8 Diễn giải quy trình thiết kế, chế tạo thử nghiệm 88 Bảng 4.1 Một số nội dung dự án thực 96 Bảng 4.2 Các thiết bị cấu thành sản phẩm dự án 100 Bảng 4.3 Các chi tiết sản phẩm dự án cải tiến so với sản phẩm đề tài 101 Bảng 4.4 Máy EVX-LF3509 số thiết bị tương đương 103 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ trang Hình 1.1 Bàn bệnh nhân máy Neodiagnomax 19 Hình 1.2 Tủ điều khiển máy Neodiagnomax 19 Hình 1.3 Máy X-quang chẩn đốn Genius 65HF 20 Hình 1.4 Máy X-quang tăng sáng truyền hình XUD 150L/RS50A 22 Hình 1.5 Máy chụp cắt lớp CT scanner Hispeed Dx/i 23 Hình 2.1 Bóng X-quang nha khoa 26 Hình 2.2 Bóng X-quang cơng nghiệp 27 Hình 2.3 Bóng X-quang đa dụng 27 Hình 2.4 Bóng X-quang chụp mạch 28 Hình 2.5 Bóng X-quang tuyến vú 29 Hình 2.6 Bóng X-quang CT 29 Hình 2.7 Mơ tả số dạng sóng điện áp thiết bị điều khiển phát tia X 30 Hình 2.8 Dạng sóng điện áp pha sau chỉnh lưu nửa sóng 32 Hình 2.9 Sơ đồ ngun lý thiết bị phát tia pha chỉnh lưu toàn sóng 32 Hình 2.10 Dạng sóng điện áp pha sau chỉnh lưu tồn sóng 33 Hình 2.11 Sơ đồ khối dạng sóng điện áp thiết bị phát tia độ gợn sóng thấp 34 Hình 2.12 Mơ tả dạng sóng cao áp đỉnh thiết bị phát tia ba pha 35 Hình 2.13 Sơ đồ nguyên lý thiết bị phát tia trung tần 36 Hình 2.14 Dạng sóng điện áp thiết bị phát tia trung tần 37 Hình 3.1 Sơ đồ khối phận điều khiển phát tia máy EVX-LF3509 40 Hình 3.2 Bóng phát tia Toshiba E7239X 48 Hình 3.3 Đặc tuyến làm việc bóng phát tia Toshiba E7239X 50 Hình 3.4 Đặc tuyến làm việc sợi đốt bóng phát tia Toshiba E7239X 51 Hình 3.5 Cấu tạo ngồi bóng phát tia Toshiba E7239X 52 Hình 3.6 Sơ đồ mạch điều khiển tạo cao kiểu cũ 53 Hình 3.7 Hình ảnh tiếp điểm bị ăn mịn tia lửa điện 54 Hình 3.8 Sơ đồ mạch tạo cao máy EVX-LF3509 55 Hình 3.9 Sơ đồ mạch điều khiển cường độ tia kiểu cũ khơng sử dụng chiết áp 56 Hình 3.10 Sơ đồ mạch điều khiển cường độ tia kiểu cũ sử dụng chiết áp 57 Hình 3.11 Chiết áp sử dụng máy X-quang thơng thường 58 Hình 3.12 Sơ đồ mạch điều khiển cường độ tia máy EVX-LF3509 58 Hình 3.13 Sơ đồ mạch điều khiển Rotor Anode máy EVX-LF3509 59 Hình 3.14 Cấu trúc trở kháng cực Rotor Anode 60 Hình 3.15 Sơ đồ chân vi xử lý PIC 18F4620 61 Hình 3.16 Sơ đồ điện vi mạch MAX7219 63 Hình 3.17 Giao diện Panel điều khiển, hiển thị 64 Hình 3.18 Sơ đồ mạch cách ly quang-điện máy EVX-LF3509 65 Hình 3.19 Lưu đồ hoạt động phận điều khiển trung tâm (CPU) 67 Hình 3.20 Giao diện phần mềm chụp X-quang EVXpro 69 Hình 3.21 Sơ đồ khối Module nguồn máy EVA-HF325 71 Hình 3.22 Chuyển mạch cơng suất IGBT máy X-quang cao tần 73 Hình 3.23 Sơ đồ khối Module công suất máy EVA-HF325 74 Hình 3.24 Ampe kìm Hioki HiTESTER 3208-10; Gammex 330; Fluke Dual-range 77 07-487 Hình 3.25 Gammex Collimator and Beam alignment test tools; Focal spot test tool 77 Hình 3.26 Quy trình thiết kế chế tạo thử nghiệm máy X-Quang thường quy 87 Hình 3.27 Quy trình cơng nghệ chế tạo hàng loạt 93 Hình 3.28 Quy trình hồn thiện cơng nghệ chế tạo sản phẩm 94 10 D2 L2 ≈ CAP ≈ AC40 RY RY D0 D1 L1 ≈ 28Ω AC220 AC0V Hình 17 Sơ đ m ch kh i đ ng Rotor Anode quay MẠCH XỬ LÝ TRUNG TÂM CỊI MẠCH CẤP NGUỒN ± 12V Hình 18 MẠCH KIỂM TRA ROTOR Sơ đ b trí module phía dư i b m t Panel u n MẠCH CẤP NGUỒN +5V T3 T4 36:1 36:1 T2 AC12V Hình 19 Sơ đ b trí module t i bên ph n thân Panel u n ĐIỀU KHIỂN 300mA 250mA 200mA 150mA 100mA CT CHUYỂN MẠCH MAG/0 GHÉP CÁCH LY QUANG SSR 50mA 150Ω 100W KVRY RTF/S CẦU 11 12 13 14 15 16 21 Hình 20 22 23 24 25 26 31 32 33 34 35 36 41 42 Sơ đ b trí module t bi n th trung gian (B ng m ch t i sư n sau) 43 44 45 46 BIẾN ÁP CẤP ĐIỆN ROTOR BIẾN ÁP TẠO DÒNG SỢI ĐỐT BIẾN ÁP NUÔI ĐÈN TIÊU ĐIỂM CẦU AC IN 22µF/400V AC OUT CHUYỂN MẠCH CẦU KV TỔNG 100A/250V AC0V AC0V 30V 60V 100V 110V 120V 180V 160V 200V 180V 220V 200V 220V Đ u Bi n áp t o dịng s i đ t Hình 21 Đ u Bi n áp c p n Rotor Sơ đ b trí module t bi n th trung gian (B ng m ch t i sàn ngang) EXPPD KVG COMM MA6 PWSENS SPK MA5 MA4 DISPLAY KVSENS MA3 MA2 u C MA1 MA0 POWPD VCC GND ROTOR READY 0V +5V ICSP EXP MA MSB HEAT RY RT+ RDYPD+ RDYPD- Hình 22 Sơ đ b trí linh ki n c a module CPU MSL KVG KVGRY 0V +12V MA6 MA6RY MA5 MA5RY MA4 MA4RY MA3 MA3RY MA2 MA2RY MA1 MA1RY MA0 MA0RY ROTOR ROTORRY AC12V Hình 23 AC12V Sơ đ chân tín hi u c a m ch ph i h p u n cách ly quang RTLOAD AC12V +12V AC0V 0V AC12V -12V 0V RT+ RTSENS RTSENS M CH C P NGU N +12V, -12V Hình 24 M CH BI N Đ I DÒNG ÁP M CH BI N DÒNG ROTOR Sơ đ chân tín hi u c a b ph n m ch ki m tra Rotor Anode bóng phát tia C t đ bóng phát tia X Thùng t o cao th Panel u n Bóng phát tia X nh Máy EVX-LF3509 l p đ t t i B nh vi n đa khoa tư nhân Tràng An nh Máy EVX-LF3509 l p đ t t i Phòng khám đa khoa 92 Th Nhu m nh T bi n áp trung gian máy EVX - LF3509 nh Panel u n máy EVX - LF3509 nh B ph n u n phát tia máy EVX-LF3509 nh Module x lý trung tâm máy EVX-LF3509 nh B đ m u n ghép cách ly quang máy EVX-LF3509 nh Module hi n th máy EVX-LF3509 nh nh 10 M ch c p ngu n n áp +5V máy EVX-LF3509 M ch c p ngu n n áp ± 12V máy EVX-LF3509 nh 11 M ch c m bi n dòng n Rotor Anode quay máy EVX-LF3509 nh 12 M ch bi n đ i dòng/áp máy EVX-LF3509 nh 13 Module c p ngu n máy ch p X-quang cao t n EVA HF-325 nh 14 Module u n công su t máy ch p X-quang cao t n EVA HF-325 nh 15 Hình nh l p đ t linh ki n bên t bi n th trung gian ... thiết bị X- quang Về sản phẩm m? ?y chụp X- quang, Viện khoa học Việt Nam chế tạo số sản phẩm như: tăng quang chứa đất dùng X- quang; Vữa cảm x? ?? dùng X- quang; Bột cản X- quang y tế dùng cho chụp d? ?y số... cịn nhiều sở y tế thiếu m? ?y X- quang chưa đầu tư, nâng cấp m? ?y cũ hỏng chờ sửa chữa Các sở y tế công lập sau đầu tư nâng cấp m? ?y lý m? ?y cũ cho sở lắp ráp tư nhân sở “dựng” thành m? ?y chụp Xquang từ... có y? ?u cầu khác tính kỹ thuật m? ?y chụp X- quang • M? ?y chụp X- quang dùng cho phịng khám đa khoa khu vực, phòng khám tư nhân tuyến huyện, dịng chụp tối đa đến 300 mA • M? ?y chụp X- quang dùng cho